Сапронов Ю.Г., Сыса А.Б., Шахбазян В.В. Безопасность жизнедеятельности

Подождите немного. Документ загружается.

С каждого кубометра сжигаемых отходов в атмосферу выбрасыва-

ется 3 кг ингредиентов (пыль, сажа, газы) и остается 23 кг золы.

На некоторых зарубежных мусоросжигающих заводах реали-

зуется более экологичная двухстадийная очистка газов, регла-

ментирующая очистку более десяти вредных компонентов, вклю-

чая дибензодиоксин и дибензофураны (на отечественных заво-

дах — четыре компонента). Режим сжигания предусматривает

разложение отходов, в том числе образующихся из пластмасс

диоксинов, при температуре 900— 1000 "С. До сжигания в обяза-

тельном порядке (в США, например, это регламентируется зако-

ном) производится предварительная сортировка твердых отходов,

что на порядок снижает содержание вредных веществ в газах и

шлаках.

Процесс ферментации заключается в добавлении в животно-

водческие стоки ферментов (специальных белковых веществ —

биологических катализаторов), ускоряющих процесс сбраживания

отходов. В результате протекания биохимических реакций выделя-

ется большое количество газа, состоящего в основном из метана

(2/3 общего объема) и диоксида углерода. Выделяемый метан мо-

жет быть использован для производства или бытовых нужд как

горючее.

На заводах по пиролизу ТБО при температуре 1700 °С прак-

тически утилизируются все материальные и энергетические ком-

поненты, что резко снижает загрязнение окружающей среды. Од-

нако технологический процесс очень трудоемок (по существу, за-

вод по пиролизу — это доменная печь).

Высокая температура в зоне пиролиза обеспечивает разруше-

ние практически всех сложных ядовитых соединений и превраще-

ние их в простые горючие или инертные соединения. Пиролиз

широко применяется и для переработки производственного мусо-

ра органического происхождения (древесины, резины, бумаги,

ветоши и т.д.).

К новейшим отечественным разработкам относится техноло-

гия комплексной переработки ТБО. Технология предусматривает

предварительную механизированную сортировку

ТБО (извлечение черных и цветных металлов, выделение части

балластных компонентов — стеклобоя, бытовых электробатареек,

выделение текстильных компонентов для последующего их ис-

пользования или ликвидации). После этого осуществляется тер-

мообработка обогащенной и подсушенной фракции мусора при

температуре до 1000 "С. Обогащенные шлаки перерабатываются и

сжигаются в камни строительного назначения. Предусматривается

двухстадийная современная газоочистка.

Токсичные твердые промышленные отходы обезвреживают на

специальных полигонах и сооружениях. Для предотвращения загряз-

нения почв и подземных вод отходы подвергают отверждению

160

цементом, жидким стеклом, битумом, обработке полимерными

вяжущими и т.д.

Выбор земельных участков для захоронения производится с

соблюдением Санитарных правил о порядке накопления, транс-

портировки, обезвреживания и захоронения токсичных промыш-

ленных отходов и СНиП 2.01.28-85 «Полигоны по обезврежива-

нию и захоронению токсичных промышленных отходов». Поли-

гоны запрещено размещать в сильно заболоченных местах, на

территориях зеленых зон городов, в зонах санитарной охраны

курортов, в зоне питания подземных источников питьевой воды,

в зонах активного карста, оползней, селевых потоков, снежных

лавин.

В стратегическом плане, по мнению многих ученых и специа-

листов, проблема отходов должна решаться на месте их образо-

вания путем внедрения ресурсовозобновляющих технологий

(РВТ), обеспечивающих минимизацию промышленных выбро-

сов и отходов.

Очень сложной и пока еще нерешенной проблемой является

обезвреживание и захоронение радиоактивных и диоксинсодержа-

щих отходов. Общепризнанно, что избавление человечества от этих

отходов — одна из самых острых экологических проблем.

Наиболее разработанными методами утилизации муниципаль-

ных радиоактивных отходов, т.е. отходов, не связанных с деятель-

ностью АЭС и военно-промышленного комплекса, являются це-

ментирование, остекловывание, битуминирование, сжигание в

керамических камерах и последующее перемещение продуктов

переработки в специальные хранилища («могильники»).

На специальных комбинатах и пунктах захоронения радиоак-

тивные отходы сжимают до минимальных размеров в прессовоч-

ной камере. Полученные брикеты помещают в пластиковые боч-

ки, заливают цементным раствором и отправляют в хранилища,

врытые в землю на 5—10 м. По другой технологии их сжигают,

превращают в пепел (золу), упаковывают в бочки, цементируют

и отправляют в хранилища.

Для утилизации жидких радиоактивных отходов используют

методы остекловывания, битуминирования и др. При остекловы-

вании при температуре 1250—1600 °С образуются гранулирован-

ные стекла, которые также заковывают в цемент и бочки, а затем

отправляют в хранилища. Однако, по мнению многих специалис-

тов, долговечность бочек-контейнеров сомнительна.

Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ) счи-

тает предпочтительным захоронение радиоактивных отходов в твер-

дом и отвержденном виде, однако не исключает возможности за-

хоронения и жидких отходов путем перевода их в геологические

формации. Разработан метод захоронения особо опасных радиоак-

тивных отходов в подземные емкости различных геологических

(„.фонов 161

формаций (массивы каменной соли, скальных грунтов и др.) на

глубину не менее 600 м. Однако этот метод не является экологи-

чески безопасным, и ученые ищут другие, более приемлемые и

надежные способы.

Активная борьба с другими весьма опасными диоксинсодер-

жащими отходами ведется в США, Японии, странах Западной

Европы. По данным печати, в этих странах запрещено использо-

вание нескольких десятков диоксинсодержащих веществ, а также

низкотемпературное сжигание мусора. Изменяются технологии,

например производства бумаги, внедряется повсеместный стро-

жайший контроль за содержанием диоксинов в промышленной

продукции, отходах и продуктах.

Для борьбы с диоксинсодержащими отходами в нашей стране

важное значение имело принятие летом 1993 г. проекта первого

этапа Федеральной программы «Защита окружающей природной

среды и населения от диоксинов и диоксиноподобных токсикан-

тов». В настоящее время в Российской Федерации разработаны и

внедрены технологии очистки воды от диоксинов сорбцией на

гранулированных активных углях.

Проблема борьбы с диоксинами осложняется отсутствием в

достаточном количестве современной аналитической аппаратуры,

малым числом специальных лабораторий, недостаточной обучен-

ностью персонала, высокой стоимостью приборов зарубежных

фирм и т.д.

3.4. Методы и средства контроля экологического

состояния окружающей среды

Контроль экологического состояния окружающей среды осу-

ществляется в результате мониторинга промышленно-транспорт-

ных, энергетических и других объектов. Контроль предусматри-

вает слежение за этими объектами как источниками загрязнения

и изменения состояния окружающей среды, а также предупреж-

дение о создающихся критических ситуациях, вредных или опас-

ных для здоровья живых организмов. Особенности экологическо-

го мониторинга диктуют особые требования к измерительным

приборам, оборудованию, программным средствам и расчетным

методикам. Для измерения концентрации вредных примесей в

атмосферном воздухе используются разные методы оценки. В га-

зоаналитической аппаратуре реализуются следующие методы из-

мерений [3, 10, 13].

Абсорбционный метод спектрального анализа газов основан на

свойстве веществ избирательно поглощать часть проходящего че-

рез них электромагнитного излучения. Специфичность спектра по-

глощения позволяет качественно определять состав газовых сме-

сей, а его интенсивность связана с количеством поглощающего

энергию вещества. Каждому газу присуща своя область длин волн

поглощения, что обусловливает возможность избирательного ана-

лиза газов.

Электрохимический метод газового анализа основан на использо-

вании химических сенсорных датчиков, состоящих из двух чувстви-

тельных элементов и определенного химического покрытия, кото-

рое непосредственно контактирует с анализируемой средой и на

котором происходит адсорбция анализируемого вещества. В зави-

симости от того, какие физические свойства, зависящие от коли-

чества адсорбированного вещества, измеряются, датчики подразде-

ляются на потенциометрические, кулонометрические, полярогра-

фические и др.

Электрохимические газоанализаторы отличаются сравнитель-

ной простотой, низкой чувствительностью к механическим воз-

действиям, малыми габаритами и массой, незначительным энер-

гопотреблением.

Пламенно-ионизационные газоанализаторы используются для

измерения суммарной концентрации углеродов различных клас-

сов, контроль которых избирательными методами анализа весьма

сложен. Они обеспечивают надежное измерение в большом диа-

пазоне концентраций, отличаются высокой чувствительностью и

малой инертностью, позволяют раздельно определять содержание

метана и реакционноспособных углеводородов, образующих в ат-

мосфере фотохимический смог.

Хемилюминесцентный метод газового анализа применяется для

измерения концентраций NO.,, озона О

. Для определения кон-

центрации О

в атмосфере используют реакцию озона с органи-

ческим красителем на поверхности активированного вещества,

при которой также наблюдается хемилюминесценция.

Метод ультрафиолетовой флуоресценции используется в прибо-

рах для контроля SO

и H

S, Явление флуоресценции заключается

в способности определенных веществ излучать свет под воздей-

ствием излучения источника возбуждения. Преимущество указан-

ного метода по сравнению с методом пламенной фотометрии за-

ключается в отсутствии вспомогательных газов.

Гравиметрический {весовой) метод — традиционный метод оп-

ределения концентрации твердых частиц в газовых смесях, свя-

занный с отбором пробы, пропусканием ее через фильтр, взве-

шиванием фильтра или определением его степени черноты по

эталону. Этот метод реализован в дымометрах, которые использу-

ются для определения дымности отработавших газов.

Необходимость непрерывного контроля содержания твердых

частиц в отработавших газах двигателей или атмосферном воздухе

привела у широкому распространению оптических и радиоизо-

топных методов анализа.

162

163

итогом террористического акта в Нью-Йорке (США, 2001 г.)

стало разрушение двух крупнейших небоскребов Международно-

го торгового центра и гибель более 4 тыс. чел.

Россия была и останется страной, в которой потенциальная

опасность природных бедствий и техногенных катастроф чрезвы-

чайно высока. Это обусловлено огромными размерами ее террито-

рии, наличием различных климатических зон, неравномерностью

технологических уровней производственных процессов на пред-

приятиях промышленности, транспорта, топливно-энергетиче-

ского комплекса. Техногенные опасности усугубляются фактора-

ми нестабильности и кризисности экономики. Ежегодно в нашей

стране происходит от 800 до 1500 достаточно крупных чрезвычай-

ных ситуаций, из них более 80 % — техногенного характера. При

этом из года в год складывается неутешительная картина динами-

ки их роста и тяжести негативных последствий.

Одной из основных государственных проблем является созда-

ние гарантий безопасного проживания и деятельности населения

на всей его территории как в мирное, так и в военное время. Орга-

низация защиты населения от чрезвычайных ситуаций является

составной частью общегосударственных социальных и оборонных

мероприятий. Осознание этого требует от структур государствен-

ной власти энергичных мер по созданию эффективной системы

защиты граждан, действующей на всех уровнях управления в Рос-

сийской Федерации, во всех регионах и на всех территориях.

Федеральный закон «О защите населения и территорий от чрез-

вычайных ситуаций природного и техногенного характера» вво-

дит термины и определения, применяемые в наименовании и

содержании Единой Российской Государственной системы пред-

упреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций (РСЧС):

Чрезвычайная ситуация (ЧС) — обстановка на определенной

территории, сложившаяся в результате аварии, опасного природ-

ного явления, катастрофы, стихийного или иного бедствия, ко-

торые могут повлечь или повлекли за собой человеческие жерт-

вы, ущерб здоровью людей или окружающей природной среде,

значительные материальные потери и нарушение жизнедеятель-

ности людей.

Зона ЧС — территория, пораженная в результате проявления

чрезвычайного события и требующая специальных мер ликвида-

ционного и восстановительного характера.

Оперативная обстановка в зоне ЧС — характеристика зоны ЧС,

полученная на определенный момент времени и содержащая све-

дения о состоянии зоны, проведенных работах по ликвидации ЧС,

требуемых ресурсах для ликвидации ЧС, внешних факторах, от-

носящихся к ЧС и влияющих на развитие обстановки.

Предупреждение ЧС — комплекс мероприятий, проводимых за-

благовременно и направленных на максимально возможное сни-

жение риска возникновения ЧС, а также на уменьшение всех не-

гативных последствий ЧС в случае их возникновения.

Ликвидация ЧС — аварийно-спасательные и другие неотложные

работы, проводимые при возникновении ЧС и направленные на

спасение жизни и сохранение здоровья людей, снижение разме-

ров ущерба окружающей природной среды, уменьшение матери-

альных потерь, а также на локализацию зон ЧС и прекращение

действия характерных для них опасных факторов.

В основу классификации ЧС могут быть положены разнообраз-

ные признаки, характерные для групп чрезвычайных событий. Так,

все ЧС делятся в зависимости от сути явления, вызвавшего их, на

конфликтные и бесконфликтные (рис. 4.1).

К бесконфликтным относятся ЧС техногенного, природного и

экологического характеров. Источники угроз этих ситуаций нахо-

дятся в техносфере и природной среде, а сами ситуации возника-

ют в связи с хозяйственной деятельностью человека или проявле-

нием стихийных сил природы.

К конфликтным относятся ЧС, источниками которых являют-

ся общество, действия его отдельных групп или неразрешенные

противоречия социально-политические или экономические меж-

ду классами, группами или социальными слоями.

В зависимости от количества пострадавших людей, у которых

оказались нарушенными условия жизнедеятельности, размера

материального ущерба, а также размера зон действия поражаю-

щих факторов ЧС подразделяются на следующие группы:

локальные (пострадало не более 10 чел., либо нарушены усло-

вия жизнедеятельности не более чем у 100 чел., либо материаль-

ный ущерб составил не более 1000 минимальных размеров опла-

ты труда и зона ЧС не вышла за пределы территории объекта про-

изводственного или социального назначения);

166

167

местные (пострадало от 10 до 50 чел., либо нарушены условия

жизнедеятельности 100 — 300 чел., либо материальный ущерб со-

ставил 1 — 5 тыс. минимальных размеров оплаты труда и зона ЧС

не вышла за пределы населенного пункта, города, района);

территориальные (пострадало 50 — 500 чел., либо нарушены

условия жизнедеятельности 300 — 500 чел., либо материальный

ущерб составил от 5 тыс. до 0,5 млн минимальных размеров опла-

ты труда и зона ЧС не вышла за пределы субъекта Российской

Федерации);

федеральные (пострадало более 500 чел., либо нарушены усло-

вия жизнедеятельности более 1000 чел., либо материальный ущерб

составил более 5 млн минимальных размеров оплаты труда и зона

ЧС вышла за пределы более двух субъектов Российской Федера-

ции);

трансграничные (поражающие факторы вышли за пределы Рос-

сии либо ЧС, происшедшие за рубежом, затронули территорию

Российской Федерации).

Чрезвычайные события (явления, процессы), лежащие в осно-

ве ЧС и их инициирующие, подразделяются на группы по следую

ющим классификационным признакам:

по скорости увеличения и (или) распространения опасности:

внезапные (взрывы, транспортные аварии и др.); с быстрым из-

менением факторов (пожары, выбросы ХОВ и др.); с умеренным

изменением факторов (выбросы РВ и др.); с медленным измене-

нием факторов (засуха, эпидемии, эпифитотии, аварии на очи-

стных сооружениях и др.);

по характеру источников опасности и поражающих факторов:

химические, тепловые, радиационные и др.;

по результату воздействия поражающих факторов на основные

объекты (предприятия, жилые массивы, территории, технические

установки и сооружения): затопление, разрушение, заражение и др.

В результате анализа ЧС различных видов установлены следую-

щие фазы развития ситуаций:

накопление отклонений различных параметров в источнике ЧС

от допустимых норм или отрицательных эффектов до критиче-

ской величины;

инициирование возникновения ЧС;

развитие ситуации до достижения максимального действия

поражающих факторов;

затухающее действие поражающих факторов ЧС;

стабилизация обстановки в зоне ЧС.

Свойства поражающих воздействий оружия, природных явле-

ний, техногенных аварий и катастроф в процессе развития ЧС

определяются видами энергии, действующей на человека, объек-

ты техносферы и элементы природной среды. При возникновении

ЧС имеют место следующие виды поражения: физическое, хими-

168

ческое, биологическое, информационно-психологическое и ком-

бинированное.

При физическом поражении на объекты воздействуют раздель-

но или комбинированно все известные формы физической энер-

гии: кинетическая, акустическая, электромагнитная, радиацион-

ная, тепловая и др.

Кинетическое (или механическое) поражение

является результатом воздействия на людей и материальные объек-

ты среды движущихся предметов (обломки техники, части зда-

ний и сооружений, камни и др.), напора воды, воздуха, грунта,

ударной волны, лавы и других факторов. При этом разрушаются

или повреждаются материальные объекты, поражаются населе-

ние, животные и растительность.

Акустическое поражение возникает при воздействии на

людей и животных энергии акустических излучений. Звуковые вол-

ны с уровнем давления свыше 140 дБ, возникающие при взрывах,

приводят к потере слуха, а мощные инфразвуковые излучения на

частотах от 2 до 15 Гц в зоне штормов вызывают чувство обеспокоен-

ности, страха и даже могут привести к временной потере зрения,

психическим расстройствам, потере сознания или даже к смерти.

Электромагнитное поражение представляет собой ре-

зультат воздействия на объекты энергии электромагнитных излуче-

ний. Электромагнитные излучения различной частоты и мощнос-

ти могут нарушать работу радиоэлектронных, электрических и оп-

тических средств, линий энергоснабжения, техники и оборудова-

ния; вызывать возгорание, оплавление или испарение некоторых

материалов; оказывать негативное воздействие на людей и живот-

ных. На человека весьма пагубно воздействуют излучения часто-

той 6,2 Гц.

К радиационному поражению относится воздействие

энергии элементарных частиц, при котором на живые организ-

мы, элементы техносферы и природной среды оказывают влия-

ние энергетические частицы материи, образующиеся в результате

радиоактивного распада или ядерного взрыва.

Тепловое (или термическое) поражение проис-

ходит в результате воздействия на объекты био-, эко- и техносфе-

ры тепловой энергии, прежде всего открытого огня — источника

пожаров и взрывов. Имея физико-химическую природу, тепловое

воздействие является составной частью как физического, так и

химического видов поражений.

Акустическое, электромагнитное и частично радиационное

поражения имеют общие свойства, обусловленные волновой (лу-

чевой) природой. Направленный перенос энергии в волне или

пучке элементарных частиц при воздействии на объекты носит

название лучевого поражения. При лучевом поражении использу-

ется энергия не вещества, а физических полей.

169

Несколько видов физического поражения возникают одновре-

менно при взрывах, пожарах, землетрясениях, извержениях вул-

канов и других явлениях природного и техногенного характера.

Все виды такого поражения вызывает ядерный взрыв.

Химическое поражение при ЧС возникает в результате воздей-

ствия на объекты химически опасных веществ (ХОВ), в том числе

сильнодействующих ядовитых веществ (СДЯВ). Эти вещества по-

ражают людей и животных, загрязняют (заражают) почву, воду,

воздух, продукты питания, растительность, здания, сооружения,

технику и другие объекты техносферы. Вызывая структурные из-

менения в материалах, они могут приводить к нарушению функ-

ционирования технических средств.

Биологическое поражение происходит в результате воздействия

на людей и животный мир болезнетворных микробов, токси-

нов, иных биологически активных веществ, а также энергии

происходящих при этом биологических превращений. Это по-

ражение возникает при использовании в военных конфликтами

террористических актах биологического оружия, вследствие тех-

ногенных аварий и стихийных бедствий, сопровождающихся раз-

рушением биологически опасных объектов техносферы или выб-

росом в атмосферу, на почву или в водоемы биологически опас-

ных веществ.

Информационно-психологическое поражение — воздействие с

помощью средств массовой информации или специальных средств

на психическое состояние человека.

Комбинированное поражение в ЧС имеет место в случае одно-

временного воздействия на объекты различных видов поражений.

Опасные явления и процессы, приводящие к возникновению

ЧС, как события случайные могут быть независимыми или зави-

симыми от внешнего источника опасности. К внешним относятся

источники опасностей, присутствие которых не характерно для

той сферы, в которой возникает ЧС. Например, экологические

ЧС могут возникать из-за хозяйственной деятельности человека в

техносфере, а техногенные аварии и катастрофы на объектах эко-

номики — вследствие проявления опасного природного фактора

(землетрясение, сильный ветер, снегопад и др.) или конфликт-

ного события (диверсия, забастовка, массовые беспорядки и др.).

К наиболее частым и типичным авариям на предприятиях, клас-

сифицируемым как техногенные ЧС, относятся пожары, взрывы

емкостей с горючими газами или жидкостями, разрушение и взры-

вы технологического оборудования, обрушение строительных кон-

струкций, прорывы трубопроводов с газом, нефтью, ХОВ и дру-

гими продуктами, разрушение гидротехнических сооружений.

Анализ причин возникновения промышленных аварий и ка-

тастроф позволяет объединить их в группы по следующим при-

знакам:

1. Ошибки и недоработки на стадиях проектирования объекта:

изыскательские ошибки; проектные недоработки; конструктор-

ские ошибки и недоработки.

2. Некачественное изготовление (строительство) объекта: от-

ступление от заложенных в проектах решений, материалов; нару-

шение технологии изготовления (строительства); скрытый брак в

материалах или сырье, несоответствие их характеристик норма-

тивным требованиям.

3. Эксплуатационно-технические причины: нарушение техно-

логических процессов (отклонения параметров процесса, откло-

нения в характеристиках сырья и материалов, нарушение техно-

логической дисциплины и др.); изношенность оборудования.

4. Человеческий фактор: нарушение трудовой дисциплины; на-

рушение правил безопасности проведения работ; психофизиологи-

ческие причины (ошибки в действиях, усталость, невнимание и др.).

5. Внешние причины: отклонения параметров энергопитания;

погодные факторы; геологические явления; диверсии и др.

Развитие государства и чрезвычайные ситуации катастрофи-

ческого характера имеют сферы взаимовлияния. Это влияние мо-

жет быть как позитивным (возможность восстановления произ-

водств на базе новейших технологий), так и негативным (повы-

шение риска ЧС — увеличение числа опасных производств и тех-

нологий, ограничение развития экономики и социальной сферы).

Негативных моментов значительно больше. В целом на развитие

государства ЧС оказывают тормозящее действие, которое прояв-

ляется в следующем:

происходит потеря ресурсов, используемых на социальное и

экономическое развитие;

в зависимости от масштабов катастроф текущие программы

развития могут быть прерваны с целью перекачки ресурсов из

долгосрочных программ на программы по ликвидации последствий

ЧС и осуществление программ реконструкции;

ухудшается инвестиционная картина, возможен рост безработи-

цы и спад рыночного спроса в регионе ЧС, что ведет к стагнации

экономики;

оказывается негативное влияние на частный сектор экономики,

который несет при этом как прямые, так и косвенные убытки.

Таким образом, проблема защиты населения и территорий

от ЧС всех видов является глобальной проблемой и, несомнен-

но, относится к сфере национальной безопасности России.

4.2. Характеристика ЧС техногенного характера

К техногенным относятся ЧС, происхождение которых свя-

зано с производственно-хозяйственной деятельностью челове-

170

171

ка на объектах техносферы. Как правило, техногенные ЧС возни-

кают вследствие аварий, сопровождающихся самопроизвольным

выходом в окружающее пространство вещества и (или) энергии.

Базовая классификация ЧС техногенного характера строится

по типам и видам чрезвычайных событий, инициирующих ЧС:

транспортные аварии (катастрофы);

пожары, взрывы, угроза взрывов;

аварии с выбросом (угрозой выброса) ХОВ;

аварии с выбросом (угрозой выброса) РВ;

аварии с выбросом (угрозой выброса) биологически опасных

веществ;

внезапное обрушение зданий, сооружений;

аварии на электроэнергетических системах;

аварии в коммунальных системах жизнеобеспечения;

аварии на очистных сооружениях;

гидродинамические аварии. *"

Чрезвычайные ситуации, вызванные возникновением пожаров и

взрывами. Пожары и взрывы объектов промышленности, транс-

порта, административных зданий, общественного и жилищного

фонда наносят значительный материальный ущерб и зачастую

приводят к гибели людей.

s* Пожар — это комплекс физико-химических явлений, в основе

/ которых лежат неконтролируемые процессы горения, тепло- и мас-

/ сообмена, сопровождающиеся уничтожением материальных цен-

i ностей и создающие опасность для жизни людей.

v_" Взрыв — это неконтролируемое освобождение большого коли-

чества энергии в ограниченном объеме за короткий промежуток

времени.

Пожары и взрывы зачастую представляют собой взаимосвязан-

ные явления. Взрывы могут быть вторичными последствиями по-

жаров как результат сильного нагрева емкостей с горючими газа-

ми (ГГ), легковоспламеняющимися жидкостями (ЛВЖ), горючи-

ми жидкостями (ГЖ), а также пылевоздушных смесей (ГП), на-

ходящихся в закрытом пространстве помещений, зданий, соору-

жений. В свою очередь, взрывы, как правило, приводят к возник-

новению пожара на объекте, так как в результате взрыва образу-

ется сильно нагретый газ (плазма) с очень высоким давлением,

который оказывает не только ударное механическое, но и воспла-

меняющее воздействие на окружающие предметы, в том числе

горючие вещества.

Объекты, на которых производятся, хранятся или транспорти-

руются вещества, приобретающие при некоторых условиях спо-

собность к возгоранию (взрыву), относятся соответственно к по-

жаро- или взрывоопасным объектам.

Процесс горения возможен при следующих основных условиях:

непрерывное поступление окислителя (кислорода воздуха);

наличие горючего вещества или его непрерывная подача в зону

горения;

непрерывное выделение теплоты, необходимой для поддержа-

ния горения.

Зона наиболее интенсивного горения, в которой имеются все

три условия, называется очагом пожара. Процесс развития пожара

состоит из следующих фаз:

распространение горения по площади и пространству;

активное пламенное горение с постоянной скоростью потери

массы горючих веществ;

догорание тлеющих материалов и конструкций.

Пожар происходит в определенном пространстве (на площади

или в объеме), которое условно может быть разделено на зоны

горения, теплового воздействия и задымления, не имеющие чет-

ких границ.

Зона горения занимает часть пространства, в котором протека-

ют процессы термического разложения твердых горючих материа-

лов (ТГМ) или испарения ЛВЖ и ГЖ, горения ГГ и паров в

объеме диффузионного давления пламени.

Зона теплового воздействия представляет собой прилегающее

к зоне горения пространство, в пределах которого происходит

интенсивный теплообмен между поверхностью пламени, окру-

жающими строительными конструкциями и горючими материа-

лами.

В начальной стадии пожара теплота в основном передается теп-

лопроводностью через металлические строительные конструкции,

трубы и инженерные коммуникации. При пожарах в зданиях излу-

чение является основным способом передачи теплоты по всем

направлениям до момента интенсивного задымления, когда дым

в результате рассеивания и поглощения лучистой энергии ослаб-

ляет тепловой поток. В период сильного задымления зоны пожара

конвекцией передается значительно больше теплоты, чем иными

способами; при этом нагретые до высоких температур газы спо-

собны с легкостью вызывать возгорание горючих материалов на

пути своего движения: в коридорах, проходах, лифтовых шахтах,

лестничных клетках, вентиляционных люках и т.д.

При пожарах на открытых пространствах распространение огня

происходит в основном за счет возгорания окружающих горючих

веществ при передаче им значительной теплоты излучением. Не-

смотря на то, что доля теплоты, передаваемой конвекцией, дос-

тигает ориентировочно 75 %, значительная ее часть передается

верхним слоям атмосферы и не изменяет обстановки на пожаре.

По условиям газообмена и теплообмена с окружающей средой

все пожары подразделяются на два обширных класса:

1-й класс — пожары на открытом пространстве;

2-й класс — пожары в ограждениях.

172

173

^ Пожары 1-го класса условно могут быть разделены на сле-

дующие виды:

локальные, или не распространяющиеся, когда их размеры ос-

таются неизменными во времени;

распространяющиеся, когда ширина фронта, периметр или

радиус пожара постоянно изменяются по различным направле-

ниям;

отдельные, когда пожаром охвачены отдельные объекты на тер-

ритории, так что между ними возможны перемещения людей и

техники без защиты от теплового воздействия;

сплошные, когда одновременно пожаром охвачено преоблада-

ющее число объектов на данной территории, так что передвиже-

ние людей и техники через участок пожара невозможно без средств

защиты от теплового воздействия; ,

массовые как совокупность отдельных и сплошных пожаров;

огневой шторм как особая форма не распространяющегося

сплошного пожара, когда имеется значительный восходящий по-

ток продуктов горения и нагретого воздуха и приток свежего воз-

духа со скоростью не менее 50 км/ч со всех сторон по направле-

нию к границам огня.

Пожары 2-го класса могут быть двух видов:

открытые, когда их развитие идет при полностью или частич-

но открытых дверных, оконных и вентиляционных проемах;

закрытые, которые протекают при полностью закрытых про-

емах.

Пожарная опасность объектов техносферы, в которых находят-

ся ТГМ, определяется удельной пожарной нагрузкой g, МДж/м

по формуле

где G, — количество /-го материала пожарной нагрузки, кг; Q

—

низшая теплота сгорания /-го материала пожарной нагрузки,

МДж/кг; п — количество видов материалов пожарной нагрузки;

S— площадь размещения пожарной нагрузки, м

(не менее 10 м

Пожарная нагрузка в помещениях представляет собой различ-

ные виды мебели, материалов, инвентаря, оборудования и т.п., а

на открытых пространствах — отдельные объекты (здания, штабе-

ли пиломатериалов, емкости и сооружения), материалы в россы-

пи, растительный покров (трава, кустарник, лес), торфоразра-

ботки и т. п.

Пожароопасность горючих материалов (ГГ, ЛВЖ, ГЖ, ГП и

ТГМ) определяется их физико-химическими свойствами через

систему показателей, включающих температуру вспышки, темпе-

ратуру воспламенения, температуру самовоспламенения, нижний

174

и верхний пределы распространения пламени, температурные

пределы распространения пламени, скорость выгорания, теплоту

горения, коэффициент дымообразования и др.

Физико-химические и пожароопасные свойства горючих ве-

ществ, их отношение к огнетушащим веществам определяют осо-

бенности пожаров. С этой точки зрения пожары подразделяются

на следующие классы:

А — пожары ТГМ, в основном органического происхожде-

ния;

Б — пожары ГЖ и плавящихся ТГМ;

С — пожары ЛВЖ и ГГ;

Д — пожары металлов и их сплавов;

Е — горение электроустановок.

Взрывопожарная и пожарная опасность помещений и зда-

ний производственного и складского назначений определяется

в зависимости от количества и пожаровзрывных свойств горю-

чих веществ, находящихся в них, и особенностей осуществляе-

мых технологических процессов. Нормами пожарной безопас-

ности все производства и помещения подразделяются на кате-

гории пожарной опасности А, Б, В1 —В4, Г, Д (табл. 4.1, 4.2).

Категории зданий по взрывопожарной и пожарной опасности

определяются по соотношению площадей помещений, имею-

щих соответствующие категории взрывов и пожароопасности,

к общей площади здания.

Таблица 4.1

Категории пожарной опасности производств и помещений

175

Продолжение табл. 4.1

*См табл. 4.2.

Таблица 4.2

Характеристика пожарной нагрузки помещений категории В

Категория

В1

В2

ВЗ

В4

Удельная пожарная нагрузка на участке, МДж/м

Более 2200

От 1401 до 2200

От 181 до 1400

От 1 до 180

Здание относится к категории А, если в нем суммарная пло-

щадь помещений категории А превышает 5 % площади всех поме-

щений или 200 м

. Допускается не относить здание к категории А,

если суммарная площадь помещений категории А не превышает

25 % общей площади здания (но не более 1000 м

) и эти помеще-

ния оборудованы установками автоматического пожаротушения.

Здание относится к категории Б, если одновременно выполне-

ны два условия: здание не относится к категории А; суммарная

площадь помещений категории А и Б превышает 5 % общей пло-

щади здания или 200 м

. Допускается не относить здание к катего-

рии Б, если суммарная площадь помещений категории А и Б не

превышает 25 % общей площади здания (но не более 1000 м

) и

эти помещения оборудованы установками автоматического пожа-

ротушения.

Здания относятся к категории В, если одновременно выполне-

ны два условия: здание не относится к категориям А или Б; сум-

марная площадь помещений категорий А, Б и В превышает 5 %

суммарной площади всех помещений (10 %, если в здании отсут-

ствуют помещения категорий А и Б). Допускается не относить зда-

ние к категории В, если суммарная площадь помещений катего-

рий А, Б и В в здании не превышает 25 % общей площади (но не

более 3500 м

) и эти помещения оборудованы установками авто-

матического пожаротушения.

Здания относятся к категории Г, если одновременно выполне-

ны два условия: здания не относятся к категориям А, Б или В;

суммарная площадь помещений категорий А, Б, В и Г превышает

5 % общей площади здания. Допускается не относить здания к ка-

тегории Г, если суммарная площадь помещений категорий А, Б,

В и Г в здании не превышает 25 % общей площади (но не более

5000 м

) и помещения категорий А, Б и В оборудованы установ-

ками пожаротушения.

Здания относятся к категории Д, если они не относятся к ка-

тегориям А, Б, В или Г.

Пожар представляет большую опасность для здоровья и жизни

людей, оказавшихся в зоне его воздействия. Результатами воздей-

ствия пожара являются ожоги, травмы и гибель людей. Опаснос-

тями пожара являются: повышенная температура окружающей

среды; открытый огонь и искры; лучистые тепловые потоки; ды-

мовые газы и токсичные продукты горения; пониженная концен-

трация кислорода в воздухе; разрушение строительных конструк-

ций; взрывы емкостей с газом и перегретыми парами жидкостей

и др.; психофизиологические факторы.

Особую опасность для жизни людей на пожарах представляет

воздействие на их организм дымовых газов, содержащих токсич-

ные продукты горения и разложения различных веществ и материа-

лов. Наиболее опасным является продукт неполного горения —

оксид углерода, 0,5 %-я концентрация которого вызывает смер-

тельное отравление в течение 20 мин, а при концентрации 1,3 %

смерть наступает в результате 2 — 3 вдохов. При горении полимер-

ных материалов в воздух выделяются такие токсичные соедине-

ния, как цианистый водород, фосген, оксид азота, сероводород,

хлористый водород и др., незначительные концентрации которых

являются смертельными для человека.

Углекислый газ, который является постоянным спутником

пожара, менее опасен, так как вызывает реальную опасность для

жизни только при концентрациях, достигающих 8—10 %.

Взрывы могут иметь химическую или физическую природу.

При химических взрывах в твердых, жидких, газооб-

разных взрывчатых веществах или аэровзвесях (мелкодисперсных

частиц ГЖ или ГП в воздухе) горючих веществ, находящихся в

окислительной среде, с огромной скоростью протекают экзотер-

мические окислительно-восстановительные реакции или реакции

термического разложения с выделением тепловой энергии.

176

177

Физический взрыв возникает вследствие неконтролиру-

емого высвобождения потенциальной энергии сжатых газов из

замкнутых объемов технологического оборудования, трубопрово-

дов и других сосудов, работающих под давлением.

Параметрами, определяющими мощность взрыва, являются

энергия взрыва и скорость ее выделения. Энергия взрыва обуслов-

ливается физико-химическими превращениями, протекающими

при различных видах взрывов.

Основными поражающими факторами взрыва являются удар-

ная волна (воздушная — при взрыве в газовой среде — или гид-

равлическая — при взрыве в жидкой среде) и осколочные поля.

Осколочные поля — площади территории, поражаемые разлета-

ющимися осколками разорвавшихся объектов и объектов, разру-

шенных ударной волной. Осколочные поля условно делятся на две

зоны. Первая зона определяется площадью круга при ненаправ-

ленном взрыве и площадью кругового сектора при направленном

взрыве, на которую разлетается до 80 % всех осколков. Вторая зона

непосредственно примыкает к первой и определяется площадью

падения оставшихся 20 % осколков. Радиус этой зоны превышает

радиус первой зоны в 20 и более раз, в зависимости от мощности

взрыва.

Воздушная ударная волна образуется за счет энергии, выделен-

ной в центре взрыва, которая приводит к возникновению в нем

очень высокой температуры и огромного давления. Продукты взры-

ва, воздействуя на окружающие слои воздуха, создают в нем зату-

хающее волновое поле, в котором переносятся на значительное

расстояние тепловая, акустическая и кинетическая энергии взры-

ва. В воздушном пространстве образуются подвижные зоны сжатия

и разрежения слоев воздуха, давление в которых будет значитель-

но отличаться от нормального атмосферного. По сферической гра-

нице зоны сжатия возникает фронт ударной волны.

На объектах техносферы имеют место следующие основные

типы взрывов: свободный воздушный, наземный на открытой тер-

ритории, наземный в непосредственной близости от объекта и

взрыв внутри объекта. Характеры распространения воздушных удар-

ных волн при свободном воздушном взрыве (рис. 4.2) и наземном

взрыве на открытой территории во многом сходны. В случае на-

земного взрыва в непосредственной близости от объекта (здания

или сооружения) ударная волна подходит сначала к его фрон-

тальной поверхности, затем, обтекая объект, воздействует на него

с боков и сзади. Отраженная от преграды ударная волна тормозит

движущиеся на фронтальную часть объекта массы воздуха в пря-

мой волне, при этом происходит повышение избыточного давле-

ния в 2 —8 раз.

Взрыв внутри объекта характерен тем, что ударная волна рас-

пространяется в ограниченном преградами объеме помещения,

178

Дальняя зона

Рис. 4.2. Образование ударной волны при воздушном взрыве:

Э — эпицентр взрыва; П — фронт падающей волны; Г — фронт головной волны;

Т — траектория тройной точки; О — фронт отраженной волны

поэтому, с учетом дополнительного давления отражения, его раз-

рушающее действие значительно больше, чем на открытой мест-

ности. В общем случае последствия взрыва внутри помещения во

многом определяются избыточным давлением, которое создается

в момент взрыва. При наличии горючих газов, жидкостей, веществ,

состоящих из атомов С, Н, О, N, Cl, Br, I, F, избыточное давле-

ние взрыва АР, кПа, определяется по формуле

АР = l00(P

m3]i

-Po)mZ/(V

где Р

тах

— максимальное давление взрыва стехиометрической

газовоздушной или паровоздушной смеси в замкнутом объеме,

кПа (допускается принимать /

тах

= 900 кПа); Р

— начальное дав-

ление, кПа (допускается принимать Р

— 101 кПа); т — масса

ГГ или паров ЛВЖ и ГЖ, вышедших в результате аварии в поме-

щение, кг; Z — коэффициент участия горючего во взрыве (до-

пускается принимать следующие значения Z: для водорода — 1,0;

других ГГ, кроме водорода, — 0,5; ЛВЖ и ГЖ, нагретых до тем-

пературы вспышки и выше, а также ниже с образованием аэро-

золя — 0,3; ЛВЖ и ГЖ, нагретых ниже температуры вспышки

при отсутствии возможности образования аэрозоля, — 0); V

—

свободный объем помещения, м

; р

— плотность газа или пара

при расчетной температуре, кг-м"

; С„ — стехиометрическая кон-

центрация ГГ или паров ЛВЖ и ГЖ, %; К

— коэффициент,

учитывающий негерметичность помещения (допускается прини-

мать К

=3).

Характер и степень поражения людей зависят от мощности взры-

ва и степени их защищенности. Избыточное давление во фронте

воздушной ударной волны, не превышающее 10 кПа, считается

179

11»

безопасным для находящихся на открытой местности людей, хотя

и в этом случае они могут получить тяжелые или смертельные

поражения разлетающимися осколками. Поэтому такое давление

является определяющим при расчете осколочных полей. При избы-

точном давлении 35 кПа плотность летящих со скоростью до 50 м/с

обломков и камней может достигать 3 500 единиц на 1 м

. Давле-

ние, создающееся при таком взрыве, может поднимать в воздух

части объекта весом несколько сотен килограммов. Ущерб, при-

чиняемый ударной волной жилым и промышленным зданиям,

может носить характер полных разрушений при избыточном дав-

лении более 50 кПа, сильных — при 50 — 30 кПа; средних — при

30 — 20 кПа; слабых — при 20—10 кПа.

Радиоактивное загрязнение территорий. Беспорядочное распре-

деление РВ на ограниченной площади вследствие выброса их в

атмосферу и последующего оседания на поверхность земли или

иных причин носит название радиоактивного загрязнения терри-

торий. Происходит оно в результате ядерного взрыва, аварии на

ядерной энергетической установке или из-за безответственного

хранения и халатного обращения с РВ в медицине, научных уч-

реждениях и промышленности.

Радиоактивному загрязнению подвергается все: местность, ра-

стительность, люди, животные, здания и сооружения, транспорт

и техника, приборы и оборудование, продукты питания, фураж

и вода. Загрязняются как наружные поверхности строений, так и

все то, что находится внутри жилых и производственных зданий и

помещений.

При первичном загрязнении РВ наиболее крупные радиоак-

тивные частицы оседают на землю в ближайшем окружении ис-

точника загрязнения; мелкие частицы в виде пыли разносятся

потоками воздуха в квартиры, на чердаки, в подвалы, склады,

дворовые постройки, кабины машин и т.д.; самые мелкие час-

тицы в виде аэрозолей переносятся радиоактивными облаками

на большие расстояния, попадая в органы дыхания человека.

Так как идеально ровных и плотных поверхностей практически

не существует, то РВ проникают в щели, трещины, выступы, раз-

личные поры. Шиферные крыши, асфальт, кирпичные стены как

бы впитывают в себя радиоактивную пыль. Чем дольше длится

процесс загрязнения, тем глубже проникают радионуклиды в по-

верхностный слой. Дожди, работа червей и муравьев увеличивают

глубину загрязнения почвы до 30 см.

Значительное ухудшение радиоактивной обстановки происхо-

дит в период так называемого вторичного загрязнения. На чистую

местность РВ переносятся автомобилями, людьми и животными,

а также ветром.

Вторичное загрязнение получают самосвалы, бульдозеры, по-

грузчики — вся техника, которая была задействована на снятии и

180

перевозке загрязненного грунта. Основным источником вторич-

ного загрязнения является пыль, которая образуется при движе-

нии наземного транспорта, особенно по проселочным дорогам,

при снятии загрязненного грунта, взлете и посадке вертолетов.

Пыль поднимается с поверхности земли сильным ветром и пере-

носится на большие расстояния. При пожарах на первично загряз-

ненной территории радионуклиды, превращаясь в дым и золу,

переносятся потоками воздуха, загрязняя воздух и поверхность

земли. За счет вторичных процессов зона загрязнения значительно

расширяется, а один и тот же объект может загрязняться несколь-

ко раз.

По своим масштабам и тяжести последствий наиболее опасны

в мирное время аварии на ядерных энергетических установках элек-

тростанций, промышленных установках народно-хозяйственных

и военных объектов, кораблях и подводных лодках военного и

гражданского флотов.

К настоящему времени только на атомных электростанциях (АЭС)

зафиксировано более 150 аварий с утечкой радиоактивности.

Самый большой выброс РВ произошел при аварии на Черно-

быльской АЭС 26 апреля 1986 г. К 6 мая 1986 г. он составил 63 кг,

что соответствует 3,5% общего количества радионуклидов в ре-

акторе на момент аварии. Выброс оказался эквивалентным дей-

ствию примерно 85 атомных бомб мощностью по 20 кт. Одна такая

бомба во время Второй мировой войны была сброшена американ-

цами на японский город Хиросима, полностью уничтожив его. Во

время аварии и сразу после нее от радиационного заражения погиб-

ли 29 чел.; у 208 чел. была диагностирована острая лучевая бо-

лезнь; десятки тысяч человек, принимавших участие в ликвида-

ции последствий аварии, получили ту или иную дозу облучения,

стали инвалидами. Из зон, ближайших к АЭС, было эвакуировано

115 тыс. чел., йодной профилактикой было охвачено 5,4 млн чел.

На больших площадях Украины, Белоруссии и России оказались

загрязненными сельскохозяйственные угодья, грибы и ягоды. Ра-

диоактивные облака пересекли границы Польши, Швеции, Фин-

ляндии, Болгарии, Румынии и других стран. Наибольший уровень

загрязненности отмечался по радиоактивному следу в Польше и

Швеции.

Суммарные потери народного хозяйства только при проведении

[иквидационных работ превысили 8 млрд руб. (в ценах 1986 г.),

компенсационные выплаты пострадавшим от аварии регионам

ежегодно закладываются в бюджет Российской Федерации.

При изучении ЧС данного вида пользуются следующими по-

нятиями, определениями, показателями и единицами измере-

ния.

Радиационно-опасный объект (РОО) — научный, промышлен-

ный, оборонный объект, в том числе транспортный и военный

181